皮山县地表水化学特性与水质变化趋势分析

祖丽菲耶·亚力坤

（新疆维吾尔自治区水文局水环境监测中心，新疆 乌鲁木齐 830000）

皮山县水资源紧缺，为了满足社会经济发展用水需求，按照水资源开发优先利用地表水的原则，需对当地水化学特性以及水质变化趋势进行探讨。

1 概况

皮山县地形呈纺锤形，地势西南高东北低，被沙漠、戈壁分割成56 块绿洲，绿洲面积占总面积的4.2%[1]。全县总面积 39 464.4 km2，辖 16 个乡镇 27万人，其中农业人口21万人。目前全县无入河废污水排放。

2 水文地质分析

2.1 南部山区

皮山县南部为高山及中山区，地下水主要赋存于基岩裂隙、断裂带及碳酸岩裂隙溶洞中。海拔5 200 m以上有终年积雪和现代冰川，大气降水和冰雪融水直接补给地下水，同时也是山前平原地下水的补给源地，地下径流条件较好，在重力作用下，地下水由高处向低处运动，在沟谷中泉水溢出汇入地表水流向平原灌注。

2.2 低山丘陵区及微切割的垅岗区

昆仑山山前地带由于背斜、断裂的存在和控制作用，地下水含水层的空间分布、富水性显示出极大的不均一性。区内地下水类型主要有第三系裂隙、孔隙潜水及层间承压水和第四系孔隙潜水，第三系地层仅在皮山河阔什塔格附近及桑株河、杜瓦河两侧出露较好，大部分则被第四系所覆盖，由于补给条件的不同，含水层富水性也不相同，一般在河谷区，地下水补给来源主要是河水入渗补给，含水层厚度55.04～61.18 m，水位埋深10.49～31.15 m；而远离河谷区，因第三系地层砂岩泥质含量高、砾岩钙质胶结程度好，地表水补给条件差，富水性也相对差，水位埋深也随着地形高度增加而加大，属透水而不含水区。

2.3 山前平原区

山前平原第四系孔隙潜水埋藏条件的变化具有一定的水平分带性，这是受山前构造和第四系岩相水平变化所控制。山前平原的中上部含水层岩性为砂卵砾石，水位埋深大于10 m；中下部及沙漠边缘含水层岩性为砂砾石，含亚砂土、粉细砂，水位埋深小于10 m。

3 分析范围和方法

皮山县主要河流有皮山河、苏勒尕孜河、桑株河、普斯开河、杜瓦河[2]，它们均发源于南部中高山区，补给源为浅山区降水和中高山区冰雪融水，径流方向由山区到平原，最后消失于塔克拉玛干沙漠之中，均属于和田河流域区[3]。

皮山县有1 156 条冰川，面积为938.66 km2，冰川储量61.67 km3。皮山县冰川的开始消融时间约在7 月初，7 月下旬—9 月河流的补给以冰川融水为主，而在6—7 月则以融雪为主，夏季高空气温上升越高，冰川消融的水量就越多；反之气温越低，降水越多的湿润年份则冰川融水略少或接近正常年份，这是冰川补给河流的重要特点。县境内的湖泊全部分布在南部高寒区，水面面积大于1 km2的有2 个湖泊，其中错鲁勒错10.4 km2、甜水湖2.21 km2。

本次皮山县地表水化学特性分析范围为皮山县全境，评价区面积为39 464.4 km2。评价范围按水资源分区进行，包括6 个水资源区，即喀拉喀什河区、皮山河区、桑株河区、奇普恰普河区、普斯开河区和杜瓦河区[4]。并在6 条河上共布设了8 处监测断面，对10 座水库进行了监测，本次选用喀拉喀什河、皮山河、桑株河、杜瓦河上的4 个水质站近10 a 的监测资料，奇普恰普河近3 a的监测资料。为分析地表水体的水化学类型，选取矿化度、总硬度、钙、镁、钾、钠、氯化物、硫酸盐、碳酸盐、重碳酸盐等项目，采用阿廖金分类法划分水化学类型，并调查分析矿化度及总硬度的变化规律。

评价采用的基准年为2020 年，对于长期或近期无资料的河流与水库于2020 年11 月进行了全面调查和补充监测。

4 天然水化学特征评价

4.1 矿化度、总硬度分析

经过调查，桑株河径流主要由融雪和降水补给，天然水质良好，属于中等矿化度软水。皮山河属于中等矿化度适度硬水。杜瓦河属于较高矿化度适度硬水。喀拉喀什河在皮山境内河段属于中等矿化度适度硬水。皮墨干渠处变为较高矿化度适度硬水。奇普恰普河属于中等矿化度适度硬水。普斯开河径流非汛期主要由地下泉水补给，天然水质较差，属于高矿化度极硬水。主要河流水化学特征统计，详见表1。

表1 皮山县主要河流矿化度、总硬度、水化学类型统计

河流天然水质受水量季节性变化的影响，矿化度和总硬度呈明显的季节性变化[5]。丰水期河流水量大，河水主要由融雪和降水补给，因此河水矿化度一般都较低。枯水期河流水量小，河水主要靠地下水补给，水体矿化度增高。从年内分配来看，汛期6—9 月最低，汛后 10—12 月次之，冬春季节 1—5 月最高。皮山县主要河流总硬度、矿化度季节性变化，详见表2—3，如图1—4所示。

表2 皮山县主要河流总硬度、矿化度年内变化过程 mg/L

表3 皮山县主要河流总硬度、矿化度年内变化过程mg/L

图1 喀拉喀什河乌鲁瓦提站矿化度、总硬度年内变化过程

图2 皮山河皮山水文站矿化度、总硬度年内变化过程

图3 桑株河桑株水文站矿化度、总硬度年内变化过程

图4 杜瓦河杜瓦水文站矿化度、总硬度年内变化过程

4.2 水化学类型分析

从皮山县各河流水化学类型分析来看，皮山河、桑株河汛期属于重碳酸盐、钙组、Ⅱ型水，非汛期属于硫酸盐、钙组、Ⅱ型水。杜瓦河汛期属于重碳酸盐、钙组、Ⅱ型水，非汛期属于硫酸盐、钠组、Ⅱ型水。喀拉喀什河在皮山境内汛期属于重碳酸盐、钙组、Ⅱ型水，非期属于氯化物、钠组、Ⅱ型水。奇普恰普河汛期属于重碳酸盐、钙组、Ⅱ型水。普斯开河非汛期属于硫酸盐、钠组、Ⅱ型水。皮山县各河流pH 值在8.0～8.5，属于弱碱性水，变化幅度较小，较稳定。

4.3 水库水化学特征分析

水库水化学特征主要受水库水源的影响。为全面掌握皮山县水库水质状况，2020年11月对皮山县境内10 座中小型水库进行了采样分析。以皮山河为水源的阿克肖、康艾孜、雅普泉、跃进、阿依库木水库中，阿克肖、康艾孜、雅普泉水库属于较高矿化度硬水；跃进水库属于较高矿化度适度硬水；阿依库木水库属于较高矿化度极硬水。以桑株河为水源的桑株、巴西拉克、杭斗克水库属于较高矿化度适度硬水。普斯开、杜瓦水库属于高矿化度极硬水。本次调查的阿克肖、康艾孜、雅普泉、跃进、阿依库木、桑株水库均属于硫酸盐、钙组、Ⅱ型水，巴西拉克、杭斗克、普斯开、杜瓦水库均属于硫酸盐、钠组、Ⅱ型水。

总体上看，以桑株河为水源的桑株、巴西拉克、杭斗克水库，以皮山河为水源的阿克肖、康艾孜、雅普泉水库水体矿化度、总硬度较低，适宜作生活饮用水。阿依库木水库总硬度、硫酸盐超标，不适宜作生活饮用水。普斯开、杜瓦水库总硬度、硫酸盐、氯化物超标，不适宜作生活饮用水。皮山县各水库水化学特征，详见表4。

表4 皮山县中小型水库水化学类型特征

4.4 水功能区水质达标分析评价

皮山县地表水功能区采用二级体系，即水功能区一级区和二级区。《新疆维吾尔自治区水功能区划》中对皮山县境内的喀拉喀什河进行了区划。根据区划方案，喀拉喀什河皮山县境内河段为源头水保护区。水功能区水质达标分析评价的项目和标准与河流水质现状评价相同，评价方法是以目标水质类别作为标准进行水功能区水质达标分析，即水功能区水质优于或达到该区目标水质类别为达标、劣于目标水质即为不达标。

喀拉喀什河皮山县境内河段源头水保护区水质现状为Ⅰ类，可以满足水功能区水质要求。水功能区水质达标分析评价结果，详见表5。

表5 皮山县河流水功能区水质达标分析评价

5 水质变化趋势分析

通过收集资料，选择喀拉喀什河、皮山河、桑株河、杜瓦河上的水皮墨垦区分水闸前、皮山水文站、桑株水文站、杜瓦水文站2010—2020 年水质监测资料进行趋势分析。采用季节性肯达尔法进行趋势分析检验。季节性肯达尔检验定义为水质资料在历年间相同月（季）间的比较，它可以避免河流水质浓度受流量周期性变化的影响，从而使检验结果更具可比性。

检验结果显示，各条河流的总硬度、氨氮、挥发酚、氯化物、硫酸盐浓度近20 a 间无明显变化趋势，高锰酸盐指数略呈下降趋势，挥发酚近10 a 间均未检出。这说明皮山县各条河流水质基本稳定，没有受到人为污染。

6 结语

皮山县地表径流主要来源于冰山雪水，受冰山矿质影响较大，而水质化学特性对水资源的使用也影响较大。通过分析探讨可知，皮山县桑株河属于中等矿化度软水，皮山河、奇普恰普河属于中等矿化度适度硬水，喀拉喀什河、杜瓦河属于较高矿化度适度硬水，普斯开河属于高矿化度极硬水。以桑株河为水源的桑株、巴西拉克、杭斗克水库，以皮山河为水源的的阿克肖、康艾孜、雅普泉水库矿化度、总硬度较低，适宜作生活饮用水。阿依库木水库总硬度、硫酸盐超标，不适宜作生活饮用水。普斯开、杜瓦水库总硬度、硫酸盐、氯化物超标，不适宜作生活饮用水。各河流水质变化趋势稳定，饮水源区水功能均达标，没有受到人为污染，为区域水资源开发利用提供参考。